[發(fā)明專利]一種SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410287414.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104568323B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張英;王先培;李巍;李軍衛(wèi);田猛;吳喜玉;余鵬程;趙宇;蔣震;代蕩蕩;鄧揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電力試驗(yàn)研究院;武漢大學(xué);貴州電網(wǎng)公司六盤水供電局
• 主分類號(hào): G01M3/02
• 分類號(hào): G01M3/02;G01M3/24;G01N21/17;G01N29/024
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 商小川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種SF₆氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近些年來(lái)，電力系統(tǒng)中六氟化硫（以下簡(jiǎn)稱SF₆）電氣設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛。在實(shí)際使用中，各變電站都對(duì)GIS室（或開(kāi)關(guān)室）內(nèi)安裝了的SF₆氣體報(bào)警裝置，以期實(shí)現(xiàn)SF₆氣體泄漏的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

傳統(tǒng)SF₆檢漏方法主要采用皂水查漏、手持檢漏儀等，可歸納為定性檢漏和定量檢漏兩種。定性檢漏包括抽真空檢漏和檢漏儀定性檢漏；定量檢漏則包括局部包扎法、掛瓶法和扣罩法等。這些方法屬于非在線檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)必須先將高壓電氣設(shè)備停電較長(zhǎng)的一段時(shí)間，并且需要投入大量的人力和物力，另外檢測(cè)結(jié)果也存在的主觀性較大的缺陷。

隨著在線檢漏儀器逐漸發(fā)展，越來(lái)越多的新型儀器被逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)的SF₆檢漏中，檢測(cè)原理主要包括基于高壓電暈放電原理、基于激光成像原理、基于電化學(xué)傳感器原理、基于激光紅外吸收原理和基于超聲測(cè)速原理等。

基于高壓電暈放電原理的檢漏儀器包括紫外線電離型檢漏儀、高頻振蕩無(wú)極電離型檢漏儀、電子捕獲型檢漏儀和鉑絲熱電子發(fā)射型檢漏儀及負(fù)電暈放電型檢漏儀等。這些儀器能在一定程度上提高泄漏檢測(cè)的精度，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)還存在諸多不足，如泄漏部位定位性能差、檢測(cè)誤差隨環(huán)境變化大、很難做到精確定位和定量檢測(cè)等。

激光成像原理利用反向散射吸收氣體成像技術(shù)，通過(guò)反向散射激光產(chǎn)生視頻圖像，具有非接觸式、結(jié)果直觀的特點(diǎn)。但是，激光成像技術(shù)在測(cè)試過(guò)程中需要一個(gè)可以反射激光的測(cè)試背景，在變電站測(cè)試過(guò)程中往往需要選擇一個(gè)合適的角度進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)背景很不規(guī)則或者沒(méi)有背景的時(shí)候，激光成像儀就無(wú)法檢測(cè)到SF₆的泄漏情況，這給激光檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了較大的限制，同時(shí)設(shè)備笨重且成本較高，更宜用于發(fā)現(xiàn)在線報(bào)警信號(hào)后的泄漏點(diǎn)二次精確定位。

目前，各變電站GIS室（或開(kāi)關(guān)室）內(nèi)安裝的SF₆氣體報(bào)警裝置核心部件為內(nèi)置的電化學(xué)式氣體傳感器。此類系統(tǒng)存在的主要缺陷是，電化學(xué)傳感器會(huì)在使用過(guò)程中受到環(huán)境中某些物質(zhì)影響而中毒失效，傳感器的靈敏度會(huì)在使用過(guò)程中逐漸地發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，傳感器類報(bào)警裝置要求在運(yùn)行1-3年后應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)或更換探頭。而實(shí)際中，報(bào)警裝置可能已經(jīng)超限運(yùn)行多年且從未獲得任何二次校準(zhǔn)。這是因?yàn)樾ｒ?yàn)報(bào)警裝置需要專門人員使用多種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使得校準(zhǔn)往往因成本過(guò)高而擱淺，其結(jié)果造成現(xiàn)場(chǎng)因SF₆監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置失效而無(wú)法獲得有效數(shù)據(jù)，“誤報(bào)、漏報(bào)”現(xiàn)象頻頻發(fā)生。

隨著在線分析化學(xué)技術(shù)的日益完善和電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)日趨成熟，使得基于紅外吸收原理的SF₆氣體組分分析技術(shù)具備了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)和可靠性保障，并能極大提高了檢測(cè)靈敏度。但是系統(tǒng)激光光源昂貴成本，只能采用“集中式”檢測(cè)原理。另外，受CO₂激光器的轉(zhuǎn)換效率（約40%）的制約和系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)特性要求，激光器的輸出功率及穩(wěn)定性會(huì)因CO₂分子的熱分解而逐漸下降，故而在使用超過(guò)一定期限后，仍需檢驗(yàn)光源的有效性或提供必要的補(bǔ)償措施，而現(xiàn)有系統(tǒng)尚無(wú)專門的內(nèi)置自檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

超聲波測(cè)速法是通過(guò)超聲傳感器測(cè)量超聲波的傳播速度，反推出SF₆氣體的含量，即可實(shí)現(xiàn)定量測(cè)量空氣中SF₆泄漏氣體的濃度。該方法性能穩(wěn)定、不易受環(huán)境因素影響，壽命較長(zhǎng)。較之上述的測(cè)量方法，精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服采用單傳感器測(cè)量SF₆氣體泄漏的不足，本發(fā)明提供一種SF₆氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合基于激光紅外吸收原理和基于超聲測(cè)速原理的優(yōu)點(diǎn)，克服采用單傳感器的不足，使用分布式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，并同時(shí)監(jiān)測(cè)氧濃度、溫度、濕度氣壓等多組信號(hào)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自校正。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

SF₆氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，它由數(shù)據(jù)線連接的遠(yuǎn)程端和現(xiàn)場(chǎng)端構(gòu)成，現(xiàn)場(chǎng)端包括，

超聲測(cè)量模塊、安裝在設(shè)有SF₆電氣設(shè)備的變電站內(nèi)，其用超聲波測(cè)速法通過(guò)超聲傳感器測(cè)量超聲波的傳播速度，反推出SF₆氣體的含量，用于測(cè)量空氣中SF₆泄漏氣體的濃度，其與ARM控制器連接；